Короний — гипотетический элемент короны Солнца¶

Короний — гипотетический химический элемент, которым в конце XIX — начале XX века пытались объяснить происхождение загадочной зелёной спектральной линии 530,3 нм, наблюдаемой в спектре солнечной короны во время полных солнечных затмений. Название происходит от латинского corona («корона») и было предложено в 1869 году американским астрономом Уильямом Харкнессом, который первым обнаружил эту линию. Впоследствии было доказано, что короний не является отдельным элементом, а представляет собой излучение сильно ионизированного железа.

¶История открытия

В 1869 году, во время полного солнечного затмения, наблюдаемого в США, Уильям Харкнесс и Чарльз Янг независимо друг от друга зафиксировали в спектре солнечной короны яркую эмиссионную линию в зелёной части спектра с длиной волны 530,3 нм. Ни один из известных на тот момент химических элементов не имел спектральной линии в этом месте. По аналогии с ранее открытым «гелием» (который был обнаружен в спектре Солнца в 1868 году и лишь спустя четверть века найден на Земле), астрономы предположили существование нового элемента, характерного исключительно для солнечной короны.

Название «короний» закрепилось в научной литературе, хотя некоторые исследователи предлагали альтернативные варианты, например «протоний» или «ауроний». В течение последующих десятилетий короний фигурировал в периодической системе как элемент с предполагаемой атомной массой около 1,5–3, а его свойства описывались как «сверхлёгкий газ», заполняющий межпланетное пространство.

¶Попытки идентификации

В конце XIX века несколько учёных, включая британского астронома Нормана Локьера, пытались связать короний с гипотетическими частицами — «короновыми атомами», которые могли быть промежуточным состоянием материи между электроном и атомом водорода. Локьер разработал теорию диссоциации элементов в условиях высоких температур, предполагая, что в короне Солнца вещество находится в состоянии, недоступном для земных лабораторий.

В 1902 году российский учёный Дмитрий Гольдгаммер предложил гипотезу, согласно которой короний представляет собой «нулевой элемент» — первичную материю, из которой состоят все остальные элементы. Эта идея перекликалась с более поздними представлениями о нейтронах, однако в то время не имела экспериментального подтверждения.

¶Разгадка

Ключ к разгадке был найден в 1939 году, когда шведский физик Бенгт Эдлен провёл детальный анализ спектральных линий, полученных в лабораторных условиях с использованием вакуумной искры. Эдлен показал, что зелёная линия 530,3 нм принадлежит не неизвестному элементу, а тринадцатикратно ионизированному железу (Fe XIV), то есть атому железа, лишённому тринадцати электронов.

Подобные степени ионизации невозможны в обычных земных условиях, но вполне реальны в солнечной короне, где температура достигает 1–3 миллионов кельвинов. При такой температуре атомы железа теряют значительную часть своих электронов, а их спектральные линии смещаются в область, нехарактерную для нейтральных или слабоионизированных атомов. Это объясняло, почему короний не обнаруживался в лабораториях: для его «создания» требовались экстремальные температуры, недостижимые в земных экспериментах того времени.

¶Значение для астрофизики

Разгадка корония имела важные последствия для развития астрофизики. Во-первых, она подтвердила, что солнечная корона нагрета до миллионов градусов, что противоречило более ранним представлениям о сравнительно холодной короне. Во-вторых, открытие Эдлена продемонстрировало, что спектральный анализ позволяет определять состав и физические условия в космических объектах, даже когда вещество находится в экстремальных состояниях.

В дальнейшем аналогичные «корониевые» линии были обнаружены и в спектрах других звёзд, что подтвердило универсальность явления. Сам термин «короний» сохранился в истории науки как пример того, как гипотетический элемент может оказаться известным веществом в необычном состоянии. Подобная ситуация позже повторилась с «небулием» — гипотетическим элементом, которым объясняли зелёные линии в спектрах планетарных туманностей (в 1927 году было доказано, что это дважды ионизированный кислород).

¶В культуре и науке

История корония часто приводится в научно-популярной литературе как классический пример ошибки в интерпретации спектральных данных. Она иллюстрирует важность лабораторного моделирования для астрофизических исследований и показывает, как ограниченность экспериментальной базы может приводить к созданию ложных гипотез. В то же время история корония демонстрирует преемственность научного знания: гипотеза о новом элементе, хотя и оказалась ошибочной, стимулировала исследования физики высокотемпературной плазмы и способствовала развитию спектроскопии.